جستجو در سایت :   

عنوان : بهینه سازی پارامترهای عملیاتی لیچینگ مخزنی کنسانتره طلا

دانشگاه شهید باهنر کرمان

دانشکده فنی و مهندسی

بخش مهندسی معدن

پایان نامه تحصیلی برای دریافت درجه کارشناسی ارشد مهندسی معدن گرایش فرآوری مواد معدنی

بهینه سازی پارامترهای عملیاتی لیچینگ مخزنی کنسانتره طلا شرکت

 دل آسا

استاد راهنما:

دکتر محمد رنجبر

استاد مشاور:

دکتر مهین شفیعی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

چکیده

در این  پروژه  لیچینگ طلا از کنسانتره سرب و روی شرکت دل آسا مطالعه و مقادیر بهینه پارامتر های عملیاتی تعیین گردید.  تاثیر پارامتر های اصلی مانند غلظت سیانید سدیم، درصد جامد، pH، اندازه ذرات، زمان لیچینگ و…. بر بازیابی طلا مطالعه گردید. آزمایش ها  با بهره گیری از روش تاگوچی طراحی شدند. نتایج حاصل نشان داد که ماکزیمم بازیابی طلا ( 92%< ) تحت شرایط بهینه  10= pH ، غلظت سیانید سدیم  mg/l1250، 40 درصد جامد، اندازه ذرات کمتر از 75 میکرون (d80) ، زمان لیچینگ 8 ساعت، غلظت اکسیژن محلول ثابت mg/l 6 بدست می آید.

کلیدواژه: بهینه‌سازی، لیچینگ، طلا،کنسانتره سرب و روی

  فهرست مطالب:

 1-1- مقدمه 2

2-1- شیمی انحلال طلا. 6

2-2-لیچینگ طلا با حلال‌های مختلف.. 11

2-3-سیانوراسیون. 14

2-4- عوامل مؤثر بر سیانوراسیون. 16

2-5-مکانیزم سیانوراسیون. 22

2-7-مطالعه و ارزیابی تحقیقات مرتبط.. 24

3-1-مواد و تجهیزات.. 28

3-2-غربالگری متغیرها 29

3-3-بهینه سازی پارامترهای عملیاتی. 30

3-1-1-روش انجام آزمایش‌های سیانوراسیون جهت تعیین غلظت سیانور مناسب.. 30

3-1-2-روش آزمایش‌های  سیانوراسیون جهت تعیین دانه‌بندی مناسب.. 30

3-1-3-آزمایش سیانوراسیون جهت مطالعه تأثیر زمان در بازیابی. 31

3-1-4-آزمایش‌های سیانوراسیون جهت تعیین درصد جامد مناسب پالپ.. 31

3-1-5-آزمایش‌های سیانوراسیون جهت تعیین PH مناسب.. 31

4-1-واکاوی ابعادی و خردایش… 33

4-2-نتایج زمان لازم خردایش (آسیا کردن ) 34

4-3-سیانوراسیون اولیه 34

4-4-بهینه سازی پارامترهای عملیاتی. 36

4-4-1-تعیین سیانور بهینه 36

4-5-نتایج مطالعه تأثیر زمان در بازیابی. 40

4-6-نتایج مربوط به تعیین دانه‌بندی مناسب.. 42

4-7-تعیین PH بهینه 45

نتیجه گیری. 49

پیشنهادها: 50

منابع و مناخذ: 51

پیوست: 55

1-1- مقدمه

تقاضای جهانی برای فلزات مدام در حال افزایش می باشد. اما اکتشافات جدید کانسارهای فلزی کاهش‌یافته و عیار این کانسارها کمتر شده و پیچیدگی آن‌ها افزایش یافته می باشد. پس روش‌های فرآوری برای کانه های کم عیار و کنسانتره های باکیفیت پایین تنها به روش‌هایی محدود می شوند که در اقدام اقتصادی باشند [1-2].

طلا یکی از فلزاتی می باشد که به علت کمیابی آن در طبیعت و پایداری جلای فلزی از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. این فلز در طبیعت بیشتر به صورت آزاد و در مقادیر بسیار کم پیدا نمود می گردد. تاریخچه استحصال فلز طلا به پیش از 147000سال پیش بر می گردد[3].

اولین روشی که برای استحصال به‌کار گرفته گردید، روش ثقلی بود که در استخراج طلا از ذخایر رسوبی و ماسه‌های رودخانه‌ای به‌کار گرفته گردید. در این روش طلا به خاطر وزن مخصوص بالای آن به راحتی از باطله‌ی همراه آن جدا می­گردید. با در نظر داشتن این که این روش بازیابی بالایی نداشت، پس روش‌های مختلف انحلال طلا مورد مطالعه قرار گرفت[3].

هیدرومتالورژی طلا، یا روش‌های انحلال، برای هر دو نوع ذخایر رسوبی و غیر رسوبی قابل‌بهره گیری می­باشد.

در این روش طلا به صورت انتخابی از سایر ترکیبات همراه آن به وسیله روش انحلال جدا می­گردد. روش‌های متعددی برای انحلال طلا هست. قدیمی‌ترین این روش­ها، روش ملغمه سازی می باشد که امروزه بهره گیری از آن منسوخ گردیده می باشد [4].

طلا یا زر عنصری می باشد که در تناوب ششم و گروهLb  (همراه مس و نقره) فلزات واسطه در جدول تناوبـی قرار دارد. طـلای خالص فلـزی با رنگ زرد بـراق، عدد اتـمی 79، جرم اتمی 2/179، چگالی g/cm3 32/19 در k273، دارای ساختار FCC می­باشد. طلا فلزی بسیار نرم و چکش‏خوار بوده و دارای عدد سختی Kg/mm2  95 -40 در مقیاس ویکرز می‏باشد. نقطه ذوب و جوش آن به ترتیب C°1064 و  C° 2808 بوده و رسانایی الکتریکی و گرمایی فوق‏العاده زیادی دارد[5].

طلا نجیب‌ترین فلز موجود در جهان می باشد. از زمان باستان، این فلز به عنوان شاه فلزات شناخته شده می باشد. این فلز به خاطر ، شفافیت بالا، نرمی و پایداری در هوا، نسبت به سایر فلزات از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. امروزه نیز این فلز به خاطر کمیاب بودن آن از ارزش بالایی برخوردار می­باشد. جلای فلزی و همچنین خواص هدایتی بالایی دارد که منجر به بهره گیری از آن درصنایع جدید در دهه‌های اخیر شده می باشد. از آنجایی که طلای خالص بسیار نرم می باشد آن را با فلزات دیگر به صورت آلیاژ در می‌آورند. بهره گیری از طلا در جواهرسازی، ضرب مسکوکات و علوم و فنون مختلف دامنه روزافزونی پیدا کرده می باشد. بیشتر طلاهایی که تا کنون در سراسر دنیا استخراج گردیده در خزانه‌های دولتی و بانک‌های بزرگ به مقصود موازنه پرداخته‌ای تجاری با کشورهای خارجی نگهداری می گردد[18].

طلا فلزی می باشد که در طبیعت به صورت آزاد پیدا نمود می گردد و تنها ترکیبات طلا که در طبیعت وجود دارند تلوریدها و استیبنیت‌ها (AuSb2 و AuTe2) هستند. فلز طلا معمولاً به همراه کوارتز و پیریت  و به صورت رگه‌های رسوبی و پلاسری پیدا نمود می شوند. طلا تنها فلزی می باشد که در هوا و آب به وسیله اکسیژن و یا گوگرد اکسید نمی‌گردد[6 و7].

ذخایر طلا می‌توانند پلاسری باشند که در این صورت طلا بدون نیاز به خردایش و توسط جداکننده‌های ثقلی و با در نظر داشتن وزن مخصوص بالای آن قابل‌استخراج می باشد. در صورتی که کانی‌های در برگیرنده طلا به صورت اکسیدی باشند با چند مرحله خردایش و عملیات لیچینگ طلا قابل بازیابی می گردد. روش سیانوراسیون بیش از یک قرن به عنوان بهترین روش برای انحلال طلا به‌کار گرفته شده می باشد. علیرغم مزایای بسیار زیاد این روش، با در نظر داشتن معضلات زیست‌محیطی آن، امروزه تحقیقات زیادی بر روی یافتن جایگزینی برای این روش انجام می‌گیرد[8].

هر کدام از این روش­های فوق معضلات خاص مربوط به خود را داشته و پس در صنعت به گونه کامل مورد پذیرش واقع نشده­اند. مانند مشکلاتی که این روش­ها با آن روبرو هستند می­توان به هزینه بالای این روش­ها و نیز محدود بودن کاربرد آن‌ها به چند نوع کانه خاص تصریح نمود.

با در نظر داشتن زیان­های زیست محیطی سیانور و هزینه­ی آن، در این پروژه، اندازه سیانور و عوامل موثر بر آن برای برای رسیدن به بازیابی حداکثر بهینه گردید.

نمونه مورد بهره گیری در این پژوهش کنسانتره اکسیدی سرب و روی شرکت دل آسا واقع در شهرستان سراب (آذربایجان شرقی) می‌باشد؛ که جهت بهینه‌سازی پارامترهای عملیاتی لیچینگ طلا از این کنسانتره جهت رسیدن به بالاترین بازیابی طلا بهره گیری گردید.

2-1- شیمی انحلال طلا

انحلال طلا در محلول‌های آبی ترکیبی از فرایندهای اُکسایش و کمپلکس سازی می باشد. در حضور لیگاندهای تشکیل‌دهنده کمپلکس، کاتیون‌های طلای یک و سه ظرفیتی تشکیل کمپلکس‌های پایدار می‌دهند و یا به وسیله آب به طلای فلزی احیاء می شوند [4].

همچنین اغلب لازم می باشد که برای تنظیم pH،  مقداری که برای انحلال طلا مورد نیاز می باشد از اسید یا باز بهره گیری گردد .از دیدگاه الکتروشیمی، انحلال مواد فلزی جامد، یک فرایند الکتروشیمیایی می باشد که شامل واکنش‌های آندی (اکسیدکننده) و کاتدی (کاهنده) به صورت جداگانه می‌باشند[9]. برای انحلال طلا در واکنش‌های آبی، فرایند آندی، شامل اُکسایش طلا بر طبق واکنش‌های (2-1) و (2-2) می باشد:

                                E 489/1=                                           (2‑2)

‏0 Eپتانسیل احیاء استاندارد با واحد ولت می‌باشد. فرایند کاتدی که به گونه همزمان با واکنش‌های بالا اتفاق می‌افتد شامل احیاء یک اکسیدکننده مناسب می باشد. همان گونه که از پتانسیل احیاء معادلات (2-1) و (2-2) نظاره می گردد در غیاب لیگاندهای کمپلکس کننده، یون‌های یک و سه ظرفیتی طلا از لحاظ ترمودینامیکی تحت تمامی شرایط پتانسیلی و pH ناپایدار هستند.

در این پتانسیل‌های بالا، هر دوی یون‌های یک و سه ظرفیتی طلا با اُکسایش آب به اکسیژن، طی واکنش  (2-3) به گونه خودبه خودی  به فلز طلا احیاء می شوند.

299/1=E                                                                                                
این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد : بررسی‌ توزیع مکانی نشت هیدروکربن در پالایشگاه تهران

 (2‑3)

این بدین معنی می باشد که طلا نمی‌تواند در محلول‌های آبی در غیاب لیگاندهای تشکیل‌دهنده کمپلکس اکسید گردد. هر چند که پایداری یون‌های طلا می‌تواند در حضور لیگاندهای مناسب نظیر یون‌های سیانید، کلرید و تیوسولفات، با تشکیل کمپلکس‌های پایدار افزایش یابد.

 (2‑4)

‏0(2‑5)

که در آن L یک لیگاند تشکیل‌دهنده کمپلکس می باشد. ثابت‌های پایداری، β2 و  β4 برای Au+ و Au3+ می‌توانند به صورت معادلات زیر باشند.

انحلال طلا در محلول‌های آبی ترکیبی از فرایندهای اُکسایش و کمپلکس سازی می باشد. در حضور لیگاندهای تشکیل‌دهنده کمپلکس، کاتیون‌های طلای یک و سه ظرفیتی تشکیل کمپلکس‌های پایدار می‌دهند و یا به وسیله آب به طلای فلزی احیاء می شوند [4].

همچنین اغلب لازم می باشد که برای تنظیم pH،  مقداری که برای انحلال طلا مورد نیاز می باشد از اسید یا باز بهره گیری گردد .از دیدگاه الکتروشیمی، انحلال مواد فلزی جامد، یک فرایند الکتروشیمیایی می باشد که شامل واکنش‌های آندی (اکسیدکننده)  و کاتدی  (کاهنده) به صورت جداگانه می‌باشند[9]. برای انحلال طلا در واکنش‌های آبی، فرایند آندی، شامل اُکسایش طلا بر طبق واکنش‌های (2-1) و (2-2) می باشد:

 

(2‑6)                                                                 v 691/1=E

                           498 /1=E  

‏0(2‑7)

  Eپتانسیل احیاء استاندارد با واحد ولت می‌باشد.  فرایند کاتدی که به گونه همزمان با واکنش‌های بالا اتفاق می‌افتد شامل احیاء یک اکسیدکننده مناسب می باشد. همان گونه که از پتانسیل احیاء معادلات (2-1) و (2-2) نظاره می گردد در غیاب لیگاندهای کمپلکس کننده، یون‌های یک و سه ظرفیتی طلا از لحاظ ترمودینامیکی تحت تمامی شرایط پتانسیلی و pH ناپایدار هستند.

در این پتانسیل‌های بالا، هر دوی یون‌های یک و سه ظرفیتی طلا با اُکسایش آب به اکسیژن، طی واکنش  (2-3) به گونه خودبه­خودی  به فلز طلا احیاء می شوند.

299/1=E0                     

‏0(2‑8)

این بدین معنی می باشد که طلا نمی‌تواند در محلول‌های آبی در غیاب لیگاندهای تشکیل‌دهنده کمپلکس اکسید گردد. هر چند که پایداری یون‌های طلا می‌تواند در حضور لیگاندهای مناسب نظیر یون‌های سیانید، کلرید و تیوسولفات، با تشکیل کمپلکس‌های پایدار افزایش یابد.

 (2‑9) 

‏0(2‑10)

که در آن L یک لیگاند تشکیل‌دهنده کمپلکس می باشد. ثابت‌های پایداری، β2 و  β4 برای Au+ و Au3+ می‌توانند به صورت معادلات زیر باشند.

‏0(2‑11)

‏0(2‑12)

با ترکیب معادلات (2-1) و (2-4)، معادله (2-8) به دست می‌آید. پتانسیل احیاء استاندارد در دمای 25 درجه سانتی‌گراد به وسیله‌ی معادله (2-9) بر طبق معادله نرنست به صورت زیر می باشد.

 (2‑13)

‏0(2‑14)

که در آن n تعداد  الکترون‌های درگیر در واکنش (در این‌جا برابر 1) می باشد. به گونه مشابه، معادله‌های (2-10) و (2-11) می‌تواند به دست بیایند (3 = n):

تعداد زیادی از لیگاندها وجود دارند که کمپلکس‌های طلای یک و سه ظرفیتی با محدوده پایداری وسیعی را تشکیل می‌دهند. بعضی از این کمپلکس ها در جدول (2-1) آمده‌اند. در این جدول ثابت‌های پایداری و پتانسیل‌های احیاء استاندارد واکنش‌های مربوط نیز ارائه شده می باشد. به گونه کلی دو قانون عمومی در این ارتباط به‌کار گرفته می گردد. اولین قانون این می باشد که پایداری کمپلکس‌های طلا با افزایش الکترونگاتیویته اتم دهنده کاهش می‌یابد. برای مثال، پایداری برای کمپلکس‌های هالید طلا در محلول آبی از ترتیب زیر پیروی می کند :

تعداد صفحه :67

قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  **** ***

دسته‌ها: مهندسی معدن